[發明專利]一種電解精煉制備金屬銅的方法

有效

• 申請號: 201910936210.4
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110629252B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 徐存英;唐杰;華一新;張啟波;汝娟堅;李艷;李堅
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 熊禮;邢偉

本發明提供了一種電解精煉制備金屬銅的方法，所述方法包括以下步驟：將多元醇或酰胺與季銨鹽按照摩爾比1～6:1均勻混合，加入亞銅鹽，混合后得到電解液，其中，所述亞銅鹽的摩爾濃度為0.02mol/L～0.05mol/L，所述季銨鹽為含有氯離子的季銨鹽；以粗銅、廢雜銅為陽極，純銅片為陰極，在所述電解液中并控制溫度為40℃～80℃，電流密度為50A/m²～200A/m²的條件下進行電解，得到金屬銅。本發明的方法能夠顯著降低電解精煉過程中的能耗，操作流程短、環境友好，能夠制備得到純度較高的金屬銅。

技術領域

本發明屬于有色金屬制備技術領域，更具體地講，涉及一種電解精煉制備金屬銅的方法。

背景技術

銅是與人類關系非常密切的有色金屬，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，尤其在電氣工業、電子工業中應用更為廣泛，在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。銅的純度對其性質影響很大，微量雜質也會對銅的性能產生極大的影響。

現有技術中，一方面，為了得到優質陰極銅產品，常采用硫酸銅作為電解液對銅陽極進行電解，并且電解工藝對陽極板有較嚴格的要求，一般行業規定主品位Cu98.5％～99.5％，雜質Ni≤0.30％、As≤0.20％、Sb≤0.10％、Bi≤0.03％、Pb≤0.20％，對陽極中銅含量要求高，雜質含量要求低，需要對原料進行進一步的處理才能作為陽極，存在產品合格率低，雜質含量高，環境污染嚴重等問題。另一方面，傳統的電解工業陽極中的銅在電解液中以二價銅離子形式進入電解液，造成電解工藝電流效率低，

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發明的目的之一在于提供一種操作流程短、環境友好、電解效率高的電解精煉制備金屬銅的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種電解精煉制備金屬銅的方法，所述方法可以包括：將多元醇或酰胺與季銨鹽按照摩爾比1～6:1均勻混合，加入亞銅鹽，混合后得到電解液，其中，所述亞銅鹽的摩爾濃度為0.02mol/L～0.05mol/L；以粗銅、廢雜銅為陽極，純銅片為陰極，在所述電解液中并控制溫度為40℃～80℃，電流密度為50A/m²～200A/m²的條件下進行電解，得到金屬銅。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述粗銅和廢雜銅中的元素含量按質量分數計可以包括59％～99.5％的銅、0％～41.6％的鋅、0％～10％的鉛、0％～5％的鎳、0％～3％的鐵以及0％～3％的錫。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述陽極為純銅，得到的金屬銅為高純銅，所述高純銅的銅含量的質量分數可以在99.99％以上。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述金屬銅中銅含量質量分數可以在99.9％以上。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述亞銅鹽可以為氯化亞銅或者硫酸亞銅。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述粗銅和廢雜銅中的元素含量按質量分數計可以包括57％～85％的銅、0％～41.6％的鋅、0％～10％的鉛、0％～5％的鎳、0％～3％的鐵以及0％～3％的錫。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述季銨鹽可以為氯化膽堿、氯化芐基三乙基銨或甜菜堿鹽酸，所述多元醇可以為乙二醇、丙三醇或木糖醇，所述酰胺可以為尿素或乙酰胺。

在本發明電解精煉制備金屬銅的方法一個示例性實施例中，所述溫度可以為45℃～80℃，電流密度可以為78A/m²～200A/m²。